CN100369949C - 耐高温4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系及其制备方法 - Google Patents

耐高温4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系及其制备方法 Download PDF

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耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系及其制备方法，它涉及一种环氧树脂体系及其制备方法。它解决了原有环氧树脂材料耐高温性能差和制造新型耐高温环氧树脂成本过高的缺陷。本体系由4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比制成。其制备方法：一、TDE-85和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)混合；二、搅拌、加热，温度控制低于100℃至体系均匀；三、预交联产物分三个梯度连续固化，即得到耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系。本发明制备工艺简单，成本低；制备出的环氧树脂体系耐高温性能提高了10%。

Description

耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂体系及其制备方法。
技术背景
航空航天器材，尤其是火箭发动机在高速飞行时需要一层绝热层以抵御气动加热的影响。环氧树脂材料固化后具有较高的强度和模量，但是其耐热性差的缺陷阻碍了环氧树脂材料在航空航天领域的应用。多年来，合成自身具有更好耐高温性能的新型环氧树脂的作法一直存在成本过高的问题，而随着科学技术的进步，航天事业日新月异，价格低廉的新型耐高温环氧树脂的研究工作越来越受到重视。
发明内容
本发明的目的是为了解决原有环氧树脂材料耐高温性能差和制造新型耐高温环氧树脂成本过高的缺陷，而提供的一种耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系及其制备方法。耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系由4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比制成；其制备步骤为一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比混合；二、搅拌、加热，温度始终控制低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在150～160℃条件下预固化1.5～4h，②在180～230℃条件下固化2～4h③在230～250℃条件下后固化处理2h。耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系按以下步骤制备：一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比混合；二、搅拌、加热，温度始终控制低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在150～160℃条件下预固化1.5～4h，②在180～230℃条件下固化2～4h③在230～250℃条件下后固化处理2h，即得到耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系。
本发明通过将对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)导入4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85(分子式如下所示)，构建新的分子结构，制备出耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系，该环氧树脂体系耐高温性能提高了10％。本发明制备工艺简单，成本低，易于操作。
Figure C20061000976800051
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系由4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比制成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)有顺、反式两种分子结构。其它与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点是：对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)顺式分子结构如下所示。其它与实施方式二相同。
Figure C20061000976800052
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二的不同点是：对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)反式分子结构如下所示。其它与实施方式二相同。
Figure C20061000976800053
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系由4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.7的化学计量比制成。其它与实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系按以下步骤制备：一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比混合；二、搅拌、加热，温度始终控制低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在150～160℃条件下预固化1.5～4h，②在180～230℃条件下固化2～4h③在230～250℃条件下后固化处理2h，即得到耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六的不同点是：对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)有顺、反式两种分子结构。其它步骤与实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式通过以下步骤制备耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系：一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85和顺式对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比混合；二、搅拌、加热，温度始终控制低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在160℃条件下预固化1.5h，②在200℃条件下固化2h③在250℃条件下后固化处理2h，即得到耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系。
本实施方式得到的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系的玻璃化转变温度Tg＝250℃(扭辫法)，在Ar气氛中的起始分解温度为370℃，在560℃的残余重量为35％(差示扫描量热法，升温速率为10℃/min)。
具体实施方式九：本实施方式通过以下步骤制备耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系：一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85和反式对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶1的化学计量比混合，再搅拌、加热反应20min，在此过程中混合物温度低于100℃；二、再向混合物中加入与上一步骤等量的4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂TDE-85，搅拌、加热，混合物温度始终低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在155℃条件下预固化4h，②在180℃条件下固化4h③在230℃条件下后固化处理2h，即得到耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系。
本实施方式得到的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系的玻璃化转变温度Tg＝245℃(扭辫法)，在Ar气氛中的起始分解温度为350℃，在570℃的残余重量为31％(差示扫描量热法，升温速率为5℃/min)。

Claims (7)

1.耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系，其特征在于耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系由4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比制成；其制备步骤为一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比混合；二、搅拌、加热，温度始终控制低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在150～160℃条件下预固化1.5～4h，②在180～230℃条件下固化2～4h③在230～250℃条件下后固化处理2h。
2.根据权利要求1所述的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系，其特征在于对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)有顺、反式两种分子结构。
3.根据权利要求2所述的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系，其特征在于对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)顺式分子结构如下所示。
Figure C2006100097680002C1
4.根据权利要求2所述的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系，其特征在于对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)反式分子结构如下所示。
Figure C2006100097680002C2
5.根据权利要求1所述的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系，其特征在于耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系由4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.7的化学计量比制成。
6.耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系的制备方法，其特征在于耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系按以下步骤制备：一、将4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂和对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)按1∶0.5～0.8的化学计量比混合；二、搅拌、加热，温度始终控制低于100℃，直至体系均匀为止；三、预交联产物分三个梯度连续固化，①在150～160℃条件下预固化1.5～4h，②在180～230℃条件下固化2～4h③在230～250℃条件下后固化处理2h，即得到耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系。
7.根据权利要求6所述的耐高温4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂体系的制备方法，其特征在于对-亚苯基-2，2′-二(5-氨基苯并噁唑)有顺、反式两种分子结构。
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